دستگاه کیپ (Kipp’s apparatus) مولد گاز

دستگاه کیپ (Kipp’s apparatus) یا مولد گاز، دستگاهی است برای تولید مقادیر کم گازها با واکنش یک واکنشگر مایع (معمولاً یک اسید) با یک واکنشگر جامد (مانند کربنات فلزی یا سولفید) بدون نیاز به حرارت دادن استفاده می‌شود. این دستگاه بیشتر در آزمایشگاه‌ها برای تولید گاز در حجم‌های کوچک استفاده می‌شود و گازهای مختلفی مانند هیدروژن، دی‌اکسید کربن، کلر، و آمونیاک می‌توان با آن تولید کرد.

عملکرد سه بخش اصلی دستگاه کیپ به شرح زیر است:

• بخش بالایی:

مخزن مایع است که حاوی واکنش‌دهنده مایع می‌باشد. این قسمت مایع را نگه می‌دارد تا در زمان لازم به بخش میانی منتقل شود.

• بخش میانی:

شامل جامد واکنش‌دهنده است. وقتی شیر خروجی گاز باز می‌شود، مایع از بخش بالایی به این بخش وارد می‌شود و با جامد واکنش می‌دهد، گاز تولید می‌کند.

• بخش پایینی:

مخزن نگهداری مایع اضافی است. فشار گاز تولید شده مایع را به این بخش می‌رانَد و با بستن شیر، واکنش متوقف می‌شود. این سه بخش با هم کار می‌کنند تا در کنترل واکنش شیمیایی تولید گاز و توقف آن موثر باشند. بخش بالایی به عنوان منبع مایع، بخش میانی محل واکنش و بخش پایینی مخزن کنترل فشار و مانع ادامه واکنش است.  

گازهای معمول تولید شده عبارتند از:

• هیدروژن (از روی یا آهن و اسید)
• دی اکسید کربن (از سنگ مرمر – کربنات کلسیم – و اسید هیدروکلریک)
• سولفید هیدروژن (از سولفید آهن (II) و اسید)
• استیلن (از کاربید کلسیم و آب)

واکنشگر جامد باید به اندازه کافی در اسید نامحلول باشد تا با جدا شدن مایع از تماس، تولید گاز متوقف شود. دستگاه کیپ به دلیل سادگی، توانایی تولید گاز در دمای اتاق و ایمنی (بدون نیاز به حرارت) به طور گسترده در آزمایشگاه‌ها و آموزش مورد استفاده قرار گرفت. با این حال، استفاده از آن با در دسترس بودن گازهای صنعتی خالص‌تر در سیلندرها کاهش یافته است.

آزاد سازی هیدروژن سولفوره (H2S)

آزادسازی گاز هیدروژن سولفوره (H₂S) توسط دستگاه کیپ (KIPP) در آزمایشگاه‌ها معمولاً برای تولید گاز هیدروژن سولفید به صورت کنترل شده و پیوسته انجام می‌شود. این گاز در تست‌های اندازه‌گیری فلزات سنگین بر اساس واکنش‌های شیمیایی بین فلزات سولفوره و مواد خاص، بخصوص سرب، که منجر به آزاد شدن H₂S می‌شود، کاربرد دارد. بنابراین، بالاترین بازده در عمل زمانی حاصل می‌شود که سرعت تولید H₂S با ظرفیت واکنش نمونه هماهنگ بوده و بدون ایجاد گاز اضافی هدررفت شود.

مکانیسم تولید گاز هیدروژن سولفوره (H₂S) در دستگاه کیپ به این صورت است:

دستگاه کیپ شامل یک قیف حاوی اسید قوی (معمولاً اسید سولفوریک) و یک طبقه که سولفید آهن (FeS) در آن قرار دارد، است. وقتی شیر دستگاه بسته باشد، فشار گاز H₂S داخل دستگاه باعث می‌شود اسید به بالا رفته و با سولفید آهن تماس نداشته باشد. اما وقتی شیر باز می‌شود، گاز H₂S خارج شده و فشار داخل دستگاه کاهش می‌یابد، در نتیجه اسید به پایین می‌آید و با سولفید آهن تماس پیدا می‌کند. این تماس موجب واکنش بین اسید و سولفید آهن می‌شود که در نتیجه آن گاز هیدروژن سولفوره تولید می‌شود:

گاز H₂Sبه عنوان معرف تحلیلی در تجزیه نمک (رسوب سولفید فلز)

در آنالیز کیفی نمک فلزات سنگین شامل:  Cu++، Hg++، Pb++، Cd++، Sn++، As++، Sb++، Bi++  به شکل سولفید خود در محیط اسیدی رسوب می‌کنند. با توجه به رنگ ppt، می‌توانیم کاتیون‌های فلزی را شناسایی کنیم.

دستگاه کیپ (Kipp’s apparatus) مولد گاز/KatamPolymer/خاتم پلیمر

دستگاه کیپ پس از قرن بیستم از استفاده روتین آزمایشگاهی خارج شد، دلیل اصلی آن این بود که گازهای صنعتی به راحتی در سیلندرهای کوچک گاز در دسترس قرار گرفتند. این گازهای صنعتی در مقایسه با گازهای تولید شده توسط دستگاه کیپ، که اغلب حاوی بخار آب و سایر ناخالصی‌هایی هستند که نیاز به تصفیه بیشتر دارند، بسیار خالص‌تر، خشک‌تر و استفاده از آنها راحت‌تر است. در دسترس بودن سیلندرهای گاز، نیاز به تهیه گازها بر اساس تقاضا در آزمایشگاه را از بین برد و دستگاه کیپ را تا حد زیادی منسوخ کرد. هم اکنون برای اندازه گیری کمی فلزات سنگین از دستگاههای اسپکتروسگپی جذب اتمی(AAS) و پلاسمای جفت القای(ICP) استفاده می شود.

دستگاه کیپ (Kipp’s apparatus)-مولد گاز/KatamPolymer/خاتم پلیمر